从 fortran 写出二进制文件并读取 C 语言

Writing out a binary file from fortran and reading in C

本文关键字：读取 语言 二进制文件 fortran      更新时间：2023-10-16

我正在尝试读取从fortran程序生成的二进制文件。 我的输出中出现了奇怪的字符，难道 fortran 和 C 都有不同的 endianess？

你应该

使用

     acces="stream"

而不是未格式化。它直接以C I/O建模，因此理解它应该没有任何问题。它是Fortran 2003的一部分，所有现代编译器都实现了AFAIK（即使是Open64或NEC等不太先进的编译器）。

Fortran 和 C 在同一台计算机上使用相同的字节序，除非您使用特殊的编译器功能。在平台之间传输文件时可能会出现问题。

如果 Fortran 程序使用

     access="sequential", form="unformatted"

您将在使用记录分隔符时遇到问题。

写入为

的文件 
     access="direct", form="unformatted"

可以没事。

Fortran 在其二进制文件中放置了一个标头，因此您只能使用 Fortran 直接读取它们。在 Fortran 中写入二进制文件时，请使用form='unformatted'以避免这种情况。此处显示了读取无格式二进制文件的方法。为了更深入地了解 Fortran 如何处理二进制 I/O，一个很好的起点是这种威胁。

正如其他人（@cup）所问的那样，您是如何编写文件的？

Fortran 和 C 之间的 IO 可以很好地配合使用，正如 @Vladimir 所说，在编写时要小心字节序。如果不指定，它们都应该是本机写入/读取。它可以是编译器选项，也可以是 Fortran 中open的选项。

例如

  • 伊福特： -convert big_endian
  • 格福特兰： -fconvert=big_endian
  • PGI： -byteswapio

等等。请参考您的编译器手册，以找出它的标志。

因此，让我们假设您按如下方式编写文件：

program w
    implicit none
    integer, parameter :: max_i = 10
    integer, parameter :: max_j = 10
    integer :: i, j
    integer :: iunit, stat
    real    :: x(max_i,max_j)
    do j=1,max_j
            do i=1,max_i
                    x(i,j) = (i - 1) + (j -1)*max_i
            end do
    end do
    iunit = 7
    open(unit=iunit, file="data", iostat=stat, &
         form="unformatted")
    if (stat .ne. 0) then
            write(*,*) "unable to create data file"
            stop 1
    end if
    write(iunit) x
    close(iunit)
end program w

如果我们不看文件，

-rw-r--r-- 1 tbrown users 408 Nov 15 13:16 data

请注意，它是 408 字节。正如@leeladam所说，Fortran通常在数据的开头和结尾放置一个大小标头，在这种情况下，它使用4字节记录标记。因此，两个记录标记和 100 个数据元素作为 4 字节浮点数：

2 * 4 + (10*10*4) = 408

对数据文件进行良好的健全性检查。

然后，您可以使用以下方法在 C 中读取它：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/uio.h>
#include <unistd.h>
int
main(int argc, char **argv)
{
    int ifd = 0;
    int i = 0;
    int j = 0;
    int max_i = 10;
    int max_j = 10;
    int fsize = 0;
    int size = 0;
    int ierr = 0;
    float x[max_i][max_j];

    if ((ifd = open("data", O_RDONLY)) < 0) {
            perror("Unable to open data");
            return(EXIT_FAILURE);
        }
    /* read the data size at the start */
    if ((ierr = read(ifd, &fsize, 1*sizeof(int))) < 0) {
            perror("Size read error");
            close(ifd);
            return(EXIT_FAILURE);
    }
    /* compute the size of our data variable */
    size = max_i * max_j * sizeof(float);
    /* read the data */
    if (fsize != size) {
            printf("file and data size mismatch: %d != %dn", fsize, size);
            close(ifd);
            return(EXIT_FAILURE);
    }
    if ((ierr = read(ifd, &x, size)) < 0) {
            perror("Data read error");
            close(ifd);
            return(EXIT_FAILURE);
    }
    /* read the data size at the end */
    if ((ierr = read(ifd, &fsize, 1*sizeof(int))) < 0) {
            perror("Size read error");
            close(ifd);
            return(EXIT_FAILURE);
    }
    close(ifd);
    for (i = 0; i <= max_i -1; ++i) {
            for (j = 0; j <= max_j -1; ++j) {
                printf("i: %d j: %d x: %fn", i, j, x[i][j]);
        }
    }
    return(EXIT_SUCCESS);
}

另请注意，您可以使用 od 检查文件。

要查看第一个记录标记，请执行以下操作： 

$ od -d -N 4 data
0000000       400       0
0000004

要查看数据，请执行以下操作：

$ od -j 4 -N 400 -f data
0000004     0.000000e+00    1.000000e+00    2.000000e+00    3.000000e+00
0000024     4.000000e+00    5.000000e+00    6.000000e+00    7.000000e+00
0000044     8.000000e+00    9.000000e+00    1.000000e+01    1.100000e+01

编辑

我

忘了提，我更喜欢总是将Fortran二进制输出写成大端序并记录下来，以便人们始终知道。然后在C中使用xdr（或ntohl）例程。

相关文章：